一种纳米粒级砭石的矿物学特征与成因

为探究一种灰黑色砭石的矿物学特征及成因,采用X射线粉晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-微商热重分析(TG-DTG)及激光诱导离解光谱(LIBS)等分析方法对其矿物组成、结构特征、热力学性质及化学成分进行分析。结果表明,灰黑色砭石主要组成矿物为方解石(>98%),并含有少量石英、云母、长石、黄铁矿及微量石墨(<2%)。晶面尺寸测试及SEM分析结果显示,以上矿物单晶粒径大多处于纳米级别,砭石中矿物主要以块状、棒状及片状等3种集合体形式存在。微晶石墨呈分散态赋存在砭石中是灰黑色砭石致色的主要原因,而石英、云母、长石、黄铁矿及石墨等杂质的存在、纳米级的结构特征和类质同象导致砭石中方解石的热解温度远低于标准的纯方解石。砭石中纳米级方解石微球粒及石墨和黄铁矿微晶的存在,说明纳米级灰黑色砭石的形成可能与微生物的活动密切相关。     

贵州花溪P-T界线附近粘土矿物结构及成因意义

为了揭示贵州花溪区海相P-T界线附近粘土岩的成因及物质来源,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及差示扫描量热法(DSC),对粘土层中粘土矿物的精细结构进行了深入的研究.结果表明,样品中的粘土矿物共有两种物质来源.样品YN06质地致密,粘土颗粒具有一定的定向性,主要粘土矿物成分为伊利石和少量绿泥石.粘土矿物颗粒具有不规则的轮廓及参差不齐的边缘;样品脱羟基反应温度为590℃,表明样品中的伊利石主要为tv结构,来源于陆地机械风化作用.其余五件样品主要粘土矿物为伊蒙规则混层和伊利石以及少量蒙脱石、绿泥石,脱羟基温度均大于600℃,表明样品中的粘土矿物主要以cv结构为主,含有少量的tv结构,指示粘土岩主要来源于火山物质的蚀变并伴随部分陆源碎屑物质沉积形成.     

喀斯特生态环境敏感性评价指标分级方法研究——以都匀市土地利用类型为例

应用数学、统计学等方法建立"比较矩阵"分析模型,对喀斯特地区生态环境敏感性评价指标的分级方法进行研究.与此同时,以都匀市土地利用类型为例,从生物多样性、系统承载力、环境容量、气候调节、物质循环与能量流动、水土保持与流失、环境污染、土地退化等11个指标来对13种土地利用类型分别做比较分析与敏感性量化,然后进行敏感性排序和有序聚类分级,并借助GIS软件绘成都匀市土地利用类型生态敏感等级分布图.研究结果认为,Ⅰ级敏感的土地利用类型包括灌木林地、有林地,Ⅰ级敏感包括天然草地、稻田、园地、水域,Ⅲ级敏感包括旱地、陵墓地,Ⅳ级敏感包括城镇、公路、农村居民点,Ⅴ级敏感包括独立工矿用地、未利用地.      

成都盆地红土沉积物中黏土矿物的特征及其古气候指示意义

成都盆地位于长江上游二级阶梯向一级阶梯的过渡地带,地理位置特殊,并且广布第四纪红土沉积。为研究成都盆地中黏土矿物的特征及其成因意义,采用X射线衍射(XRD)测试技术,对胜利剖面沉积物中黏土矿物的矿物学特征进行了系统研究。结果表明,成都盆地胜利剖面沉积物中的黏土矿物主要有伊利石、高岭石、蛭石、蒙脱石以及少量伊利石-蒙脱石混层黏土矿物和高岭石-蒙脱石混层黏土矿物。根据黏土矿物组合含量的变化特征,可以将成都盆地第四纪早更新世中晚期以来的气候环境演化划分为4个阶段,先后经历了湿热-温凉-温湿-干冷2个周期性的气候旋回,黏土矿物含量变化的总趋势与土壤沉积物的CIA指数共同揭示了研究区第四纪以来的气候有逐渐干冷的趋势,这与全球性的第四纪气候尤其是中国区域内的第四纪气候环境变化相一致。      

循化盆地中新世沉积物粘土矿物的特征及其古气候指示

为揭示循化盆地沉积物对古气候及青藏高原隆升过程的指示作用, 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)方法对循化盆地中新世沉积物中粘土矿物组成、微观形貌进行了深入研究.结果表明, 沉积物中粘土矿物以伊利石、蒙脱石为主, 绿泥石、高岭石和坡缕石含量较低; 粘土矿物相对含量及伊利石结晶度变化特征指示, 在23.1~21.2 Ma期间, 古气候以温暖潮湿为主; 21.2~14.3 Ma期间古气候以冷干为主, 出现短暂的相对暖湿时段; 14.3~10.6 Ma期间, 古气候以相对暖湿为主; 10.6~9.3 Ma时期, 气候以冷干为主; 9.3~5.2 Ma期间, 气候虽有冷干与暖湿波动, 但总体上以暖湿为主.在21.2 Ma和5.8 Ma时期发生的明显强降温事件, 可能与青藏高原的阶段性隆升有关.      

磷灰石矿物表面化学特性的量子化学计算

采用量子化学从头算起方法中的RHF (HartreeFockRoothaan) 具体方法, 利用STO-3G基组, 对磷灰石矿物表面的能级、前线轨道组成等性质进行计算; 并在磷灰石的特征结构下, 应用DV-X_α法考查了磷灰石的前沿轨道和Fermi能级等性质.通过对计算结果的讨论, 推知在磷灰石的Ca₃₈和P₃₉之间所形成的共价键最强, 也表明该成键的原子之间化学稳定性最强, 同时可以推知在磷灰石表面的其他位置例如Ca₂₄和P₂₅之间成键的位置上化学活性较强, 从而对磷灰石矿物表面吸附能力及表面活性进行研究.      

累托石-铬离子的相互作用研究

对Cr^3＋,Cr^6＋在累托石、三甲基十八烷基氯化铵交联累托石（简称有机累托石）表面的吸附作用进行研究表明：累托石对Cr^3＋有良好的吸附作用,而对Cr^6＋的吸附效果很差;有机累托石对Cr^3＋和Cr^6＋,均表现出优良的吸附性能,说明Cr^3＋可以交换间层的Cr^2＋而存在于累托石的层间,而Cr^6＋由于形成半径大的水合离子团而难以进入累托石的层间。XRD结果表明,Cr^3＋和Cr^6＋反应的累托石的（001）间距分别为2．5080nm和2．4798nm,与反应前累托石的（001）间距2．5368nm基本一致;有机累托石的（001）间距为4．0124nm,Cr^3＋和Cr^6＋反应有机累托石的（001）间距分别变为3,5595nm和3．6477nm．由于在有机累托石的层间,Cr^3＋,Cr^6＋。与硅氧四面体层的相互作用,导致层间作用力增大而层间距减小。与Cr^3＋,Cr^6＋的反应直接影响累托石硅氧四面体层中硅氧键的红外吸收谱带的位置与强度,说明Cr^3＋,Cr^6＋与硅氧四面体层中硅氧表面成键。     

东昆仑阿拉克湖早更新世沉积物黏土矿物特征及其古气候环境意义

为了揭示东昆仑阿拉克湖地区早更新世的气候环境演化,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及古地磁对位于东昆仑山系东段的阿拉克湖断陷盆地早更新世沉积物样品进行了分析.结果表明,黏土矿物的成分主要为伊利石和绿泥石,含有少量的高岭石.伊利石结晶度在0.280～0.513°之间,反映伊利石结晶度存在明显的差别.古地磁分析结果显示,磁化率介干14.85×10-6～214.20×10-6SI之间,平均为68.41×10-6SI,也存在着明显的变化.ω(Kao)/ω(I Ch)比值在0.11～0.22之间,反映不同时期沉积物中高岭石与伊利石、绿泥石之间相对含量的变化.ω(Kao)/ω(I Ch)比值、伊利石结晶度以及古地磁分析结果的变化特征,均反映了东昆仑阿拉克湖的古气候经过了从冷干到温湿的气候变化,而沉积物以伊利石和绿泥石为主以及相对较高的伊利石结晶度和偏低的磁化率值则说明早更新世阿拉克湖地区的气候总体以冷干为主.     

青藏高原东北缘早渐新世—早中新世干旱化的粘土矿物学证据——以兰州盆地为例

为揭示青藏高原东北缘早渐新世—早中新世气候环境演化及干旱化事件,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等现代测试技术,对甘肃兰州盆地早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物的微观形貌、相对含量、V(Ill+Chl)/V(Sme)比值等参数进行了系统研究。结果表明,早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、蒙脱石以及少量的伊-蒙混层粘土矿物,指示该时间段气候总体以干旱为特征,局部出现相对温暖潮湿的气候。根据粘土矿物相对含量及V(Ill+Chl)/V(Sme)比值变化特征将兰州地区早渐新世—早中新世的气候环境演化划分为以下4个阶段:(Ⅰ)31.5~28.8 Ma相对温干偏湿的气候阶段;(Ⅱ)28.8~26.2 Ma相对冷干的气候阶段;(Ⅲ)26.2~22.1 Ma相对温暖潮湿的气候阶段;(Ⅳ)22.1~16.5 Ma相对温干偏湿的气候阶段。扫描电子显微分析表明,在相对温暖潮湿的时期,粘土矿物溶蚀较明显;在相对干旱的时期,粘土矿物表现显著的物理风化特征。以上粘土矿物学特征所揭示的阶段性干旱可能与青藏高原的阶段性隆升相对应。     

福建寿山石“月尾紫”的矿物学特征研究

针对采自福建寿山地区的寿山石“月尾紫”品种进行了光学显微镜、X射线粉末衍射、拉曼光谱和扫描电子显微镜等仪器的系统分析测试。结果显示,“月尾紫”呈显微微晶结构,主要矿物组成为地开石,基质中可见大量的紫红色矿物赤铁矿。赤铁矿呈浸染状分布,是致使“月尾紫”整体呈现紫色的原因。由于赤铁矿本身色调和富集程度不同,导致“月尾紫”的紫色调有深有浅,同时由于赤铁矿浸染分布于地开石颗粒间,使得“月尾紫”呈现不透明状。扫描电子显微镜下可见地开石颗粒主要呈假六方板状,棱角清晰,厚度均匀,呈叠瓦状、书册状排列,能谱测试结果显示扫描电子显微镜下微米级球状矿物颗粒为二氧化硅。